水体生态修复技术

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水体生态修复技术范文第1篇

（漳卫南运河邯郸河务局河北邯郸056001）

【摘要】针对卫河邯郸段水质现状及水资源利用存在的问题，从水资源系统与生态系统互动协调的角度出发，提出了该河段生态演替式水体修复技术模式。选取金滩镇顺道店典型试验区，选取利用氧化塘、生物膜、浮岛、人工湿地、水生植物、水生动物净化水体等修复技术方案，论证了卫河邯郸段生态演替式水体修复模式的合理性。

关键词 水体污染；生态演替式；水体修复

EcologicalSuccession-typeWaterRestorationTechnologyinHandanReachofWeiRiver

LiuYa-feng

(HandanManagementBureauofSouthZhangweiCanalHandanHebei056001)

【Abstract】AimingattheexistingproblemsofthewaterqualityandwaterresourcesutilizationofHandanreachofWeiRiver,ecologicalsuccession-typewaterrestorationtechnologywasdiscussedfromthewatersystemandecologicalsystempointofview.Asatypicalexperimental,thetechnologiesofoxidationpond,biofilm,floatingisland,artificialwetland,aquaticandaquaticplantwereusedinJintanTown.Thetestresultsshowthatecologicalsuccession-typewaterrestorationtechnologyinHandanReachofWeiRiverisReasonable.

【Keywords】Waterpollution;Ecologicalsuccession-type;Waterrestoration

面对日趋严峻的水资源情势，世界各国均把污水截流、废水达标排放和控制排污总量作为河道整治的首要措施。海河水利委员会及卫河沿岸各级政府不断加大污水治理力度，控制进入河道的污染物，实施截污工程，对河流水质改善起到了巨大的作用。但由于历史的原因，众多规模较小的排污口无法纳入到截污工程之中，零散分布的点源污染和大范围的农业面源污染往往直接入河，未经处理的污水顺河排向下游，造成下游水体污染、臭气弥漫，严重影响了周边环境以及当地居民的正常生产和生活。由于点源污染、面源污染在漳卫南水系极为严重，仅仅靠控源来治理河水污染是不够的，因此，强化水体的自净能力，对河道污水进行原位或异位处理，成为河道污水修复的重要措施之一。

1.水质现状及水资源利用存在的问题

1.1水质现状。

近年来，由于卫河邯郸段上游入境水量的减少和沿途污水大量汇入，致使该河段水体感官性状极差，水体呈黄褐色并伴有恶臭。该河段设有留固和龙王庙两个监测点，检测结果表明，水质类别均为大于Ⅴ类。其主要污染物质为氨氮、CODMn、CODCr、BOD5、挥发酚等，超标倍数分别为5.2、2.7、2.8、1.0、1.4。河段内水体已经完全丧失了其使用功能。

1.2水资源利用存在的问题。

邯郸市多年平均卫河水利用量为1336万m3，多年平均利用率仅为1.71%。卫河水资源利用率低的原因很多，但其来水水质差、不能直接大量应用于工农业生产是其主要原因之一。卫河水质的严重污染不仅直接影响了沿河两岸经济的发展，而且对周围的生态环境造成了不利影响，因此，改善卫河水质，是改善卫河流域生态环境和提高卫河水资源利用率，实现卫河流域经济可持续发展的关键。

2.修复及利用工程模式

针对卫河水质现状及水资源利用存在的问题，综合考虑国内外水体修复技术及实践，提出卫河邯郸段水体修复工程模式。

2.1生态演替式水体修复。

生态演替式水体修复技术是利用培育的植物、动物或培养接种的微生物的生命活动，对水体污染物进行转移、转化及降解作用，从而使水体得到净化的技术，同时可将绿化环境及景观改善结合起来，创造人与自然融合的优美环境。结合本河段特点，利用卫河防洪堤内外废弃河道和堤内分布低洼滩地，如顺道店废弃河段、金滩镇废弃河段等建立生态演替式水体修复工程，对河道水体进行逐级修复。

2.2沟渠湿地控制面源污染。

卫河邯郸段处于平原地区，农业是该地区的主要经济命脉，农药、化肥和养殖业形成的面源污染是该地区的主要污染源之一，汛期径流将其直接带入河道，造成河水污染。为此，在防洪堤外1Km范围内建立排水沟网，沟内种植植物，形成沟渠湿地，将汛期径流滞蓄在沟渠湿地内，进行初步净化，然后集中排入河道或引入堤内的生态演替式水体修复工程。

2.3邯郸市生态水网蓄水利用。

为提高邯郸市对卫河水资源的利用率，可通过提水泵站，在非灌溉季节向邯郸东部生态水网蓄水。主要工程有：（1）军留泵站，向东风渠供水；（2）岔河咀泵站，向小引河供水；（3）路庄泵站，向民有干渠供水。为保证邯郸市生态水网水质及生态环境，在引水渠首建造2～3Km长的生态演替式水体修复工程，水体经修复后再引入生态水网。

3.生态演替式水体修复技术

由于卫河水体污染严重，卫河水利用的关键是水体的修复净化，因此，本文针对生态演替式水体修复工程技术进行进一步研究。

3.1修复目标。

（1）针对卫河下游河道水质污染现状，综合考虑处理工艺的有效性、长效性、经济性和生态兼容性等，将各种处理技术合理结合，充分发挥各种技术的优越性，对河道污染水体进行处理，力求持续发挥和强化河流自身的净化能力，减少能源消耗和二次污染，同时与亲水景观建设结合，使处理工艺亲切自然，更富人性化。

（2）通过水体修复，消除争氧物质，稳定水体的高溶氧状态，快速培植优势好氧微生物，打造生态基础，并通过水生动、植物定向培养、建立起人工生态，通过人工生态向自然生态演替，恢复水体生物多样性，并充分利用自然系统的循环再生、自我修复等特点，实现水生态系统的良性循环。

3.2技术要素。

卫河邯郸段生态演替式水体修复技术包括氧化塘技术、生物膜对水体的净化作用、浮岛的净化作用、水生植物净化景观化应用、水生动物净化水体、人工湿地等。在本工程应用中，根据水体污染程度，水体环境资源现状等考虑选用不同的技术组合，以呈现生态效益和经济效益的双赢。

（1）氧化塘。

典型区氧化塘设置厌氧塘和兼性塘。厌氧塘内依靠厌氧菌的代谢功能，使有机底物得到降解。兼性塘从上到下分为三层：上层好氧区、中层兼性区、塘底厌氧区。

（2）生物膜。

生物膜技术通过在固定支架上设置生物填料，为参与污染物净化的微生物、原生动物、小型浮游动物等提供附着生长条件，使大量参与污染物净化的生物在此生长。由于其固着生长而不易被大型水生动物和鱼类吞食，使单位体积的水体中生物数量成几何级数增加，可强化河湖水体的净化能力。

（3）浮岛。

本工程的浮岛是一种像筏子的人工浮体，在上边栽培一些美人蕉之类的植物，漂浮在水面。人工浮岛的水质净化针对富营养化的水质，利用生态工程学原理，降解、吸收水中的COD、氮、磷等。

（4）水生植物。

水生植物技术将生态系统结构与功能应用于水质净化，充分利用自然净化与水生植物系统中各类水生生物间功能上相辅相成的协同作用来净化水质，在水体中适当布置既有观赏价值又有净化功能的浮水植物和挺水植物，使水体不仅具有自然风貌的景观，而且增强水体的生物净化功能。

（5）水生动物。

本项目水域面积大，存在许多有害昆虫如蚊、蝇的滋生场所，水中投鱼可摄食蚊子及其它昆虫幼虫，避免水域对周围环境造成的危害。此外，水体中投放适当的水生动物可以有效的去除水体中富余营养物质，控制藻类生长，同时分泌促絮凝物质，使湖水中悬浮物质絮凝，促使水体变清。

（6）人工湿地。

在人工设计和监督管理下，人工水面湿地去污效果优于自然湿地系统，项目综合采用人工水面湿地技术和潜流湿地利用技术。水面湿地系统的污染水体在湿地的表面流动，水位较浅，通过生长在植物水下部分的茎、竿上的生物膜来去除污水中的大部分有机污染物。潜流湿地系统的污水在湿地床内部流动，利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料截留的作用来净化污水，水位较深，具有保温性能好，处理效果受气候影响小，卫生条件较好的特点。

4.应用实例

4.1项目区选择。

经现场勘查，选择大名县金滩镇顺道店村附近的废弃河段。试验河段位于卫河右岸防洪堤内侧，长2.6Km，宽60～150m。

4.2生态处理系统工程布置。

处理系统由12个池段组成，工程逐级布置如下：

（1）1号池为厌氧塘兼做沉淀池。设计水深4m，由泵站出水池底孔进水，其末端为表流陡坎出水，曝气复氧，进入2号池。

（2）2号、3号池均为兼性氧化塘。设计水深1.5m，2号池通过底流出水进入3号池，3号池表流出水曝气后进入4号池。

（3）4号池为人工浮床塘（下设生物膜）。设计水深1.5m，以浮床为介质，种植美人蕉水生植物，并在浮床底部进行生物挂膜，表流出水后进入5号池。

（4）5号池为植物塘。本塘塘面较宽，设计水深1.5m，以睡莲等浮水植物为主，出水后进入6号池。

（5）6号池也为植物塘。设计水深1.0m，以水葱等挺水植物为主，底流出水后进入7号池。

（6）7号池为鱼塘。设计水深2.4m，出水后进入8号池。

（7）8号池、9号池为表流湿地，设计水深1.0m，主要种植芦苇等，底流出水后进入10号池。

（8）10号池为潜流湿地，设计水深0.3m，共分成72个单元，由中间双线渠供水，由两侧集水渠出水后进入11号池。

（9）11号池仍为表流湿地，种植挺水植物，出水后进入12号蓄水池。

4.3经济分析。

本工程日处理水量8.4万m3，考虑到水位变化等因素影响，取0.7的折扣系数，经济运行期按10年计，则经济运行期内可处理水量21462万m3。经投资测算，单方水处理价格为0.19元/m3，明显低于污水处理厂的污水处理成本。因此，采用生态演替式水体修复技术来处理河流污水，在经济上是合理的。

5.结论

水体生态修复技术范文第2篇

关键词：底栖动物；受损水体；生物修复；环境污染

中图分类号：X52；Q14 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20150951001

1 生物修复技术的发展动态

随着环境科学、生命科学和现代生物技术的迅速发展，生物修复已成为世界各国环境治理的热点和富有挑战性的前沿领域，在理论研究和实际应用方面都取得了明显进展，是21世纪环境技术的主攻方向之一[1]。近年来生物修复在国内外受到了广泛的重视和应用，得到各国学者和环保部门的认可，而且引起产业界的普遍关注，生物修复产品和服务的价值年均增长15%[2]。生物修复在控制外来污染物质的同时，可以有效调控生态系统的内部结构，恢复生态系统的缓冲和抗干扰功能，是环境治理的最佳途径[3]。

水体生物修复包括原地生物修复（in-situ bioremediation）、异地生物修复（ex-situ bioremediation）和复合生物修复（associated bioremediation）。原地生物修复尽量保持水体的自然环境条件，又可分为原地自然修复和原位工程修复。在原地自然修复中，主要利用水体中的土著微生物；在原地工程修复中，加入微生物生长所需要的营养物质，或加入人工培养的特殊微生物来提高生物活性，加快修复速度。原地生物修复的成本低廉但效果不够理想，可用于大规模、低污染水体的生物修复[4]。在异地生物修复中，将污染基质运走进行集约化的生物修复，主要用于水体疏浚后的底泥二次处理。这种修复的效果更加理想但经济成本相对高昂，可用于小规模、重污染水体的生物修复。在复合生物修复中，原地生物修复与异地生物修复优势互补，越来越多地用于不同水体的环境治理中。

微生物常常用于水体生物修复。微生物在分解有机污染物的过程中获得能源和碳源，在微生物（尤其是细菌）产生的各种酶的作用下，经过一系列厌氧和好氧生化过程，化学污染物被逐步降解，最后成为植物可吸收利用的无机态营养元素。但由于污染现场环境中经常存在溶解氧（或其他电子受体）不足、营养盐缺乏、高效微生物生长缓慢、微生物的生物量小且难于收集、不能降解重金属、对污染底质不适用等限制性因素，微生物技术在原位生物修复中存在很大的局限性。

2 底栖动物修复受损水体的优势

动物修复具有其他修复技术不可比拟的优势：成本较低；对生态系统的影响较小；可最大限度地降低污染物浓度；基本不产生副作用和二次污染；可应用于其它技术难以使用的场合；可同时修复受损底质和水体[5]。在动物修复的研究方面，目前主要集中在土壤动物对污染土壤的修复，通过动物的生化变异来判断土壤污染状况，或者直接将土壤动物（如蚯蚓、线虫等）饲养在污染基质中进行研究。某些土壤动物能吸收、富集和分解残留在土壤中的农药，通过代谢作用将部分农药转化为低毒或无毒产物。另外，土壤中还生存着蜘蛛、线虫、蜈蚣、螨、跳虫等大量小型动物，对土壤中的化学污染物也有很强的富集和分解作用，使部分污染物脱离土壤。蚯蚓是土壤中最常见的杂食性环节动物，养殖蚯蚓可实现污水的土地处理并减少人工土滤床的有机质积累，目前该法已在法国、智利和国内成功进行了中试和生产性规模的应用。

动物修复技术已在一些水体进行试验和应用。很多底栖动物具有较强的过滤能力、耐污能力、富集能力和分解能力，能有效吸收和转化重金属、氮磷及其它水体污染物。如河蚬是世界广布和常见的大型底栖动物，同时也是重要的淡水经济贝类，对高浓度的重金属、有机污染物等反应敏感，对中、低浓度的污染物则具有相当强的蓄积能力，其体内的浓度与水环境中的浓度、暴露时间呈明显的正相关关系。因此，河蚬不仅是水污染尤其是重金属污染的指示生物，而且是污染水体的修复生物。今后应进一步加强基础研究，深入揭示净化过程的生理生化机理，选择技术上可行、经济上合理、可资源化利用的底栖动物进行水体修复，合理构建群落，达到养殖、净水双赢[6]。

底栖动物在冬季生长缓慢，但仍具有一定的水体净化能力。底栖动物虽然生活在水体底部，但可在水体的中部和上部进行笼养或吊养，从而发挥立体净化作用。将底栖动物与多种水生植物组成复合生态系统，可发挥不同水生生物在空间和时间上的差异，在治理水体污染和富营养化时独具优势。但这种复合修复技术还处于室内模拟和围隔试验阶段，实际应用范围有限，急需对相关的放养技术、物种组合技术、工程技术、资源回收及加工技术等进行系统研究[6]。作为水生生物净化系统中的重要组成部分，底栖动物分布广、种类多、食性杂，从水体中大量摄取营养物质、积累污染物质，可与其它多种净化措施加以组合形成高效的复合净化系统，有效降低水体中有毒物质和营养元素的含量，显示出可观的应用前景[7]。底栖动物在污染物的代谢、迁移和转化，生态环境修复，生境稳定和系统平衡中扮演的角色值得进一步深入研究[8]。

3 展望

由于生物修复技术只有30多年的发展，因此还有一些不成熟之处。该项技术目前仅应用于局部水体，往往只能施用某个单项净化方法，还不能把多种修复技术进行叠加形成复合净化体系。生物自身固有的特点也使生物净化技术在使用中具有局限性。例如，生物生长发育受到各种因素的限制，对修复对象的环境条件要求苛刻；生物的成长和成熟需要特定的生命周期，耗时较长；某种生物只能吸收、富集、分解、转化特定种类的污染物；生物对于某些难降解的污染物无能为力[9]。随着有毒化学物质种类和数量的不断增加，多种污染物在水环境中协同作用，单一毒理试验结果无法客观反映出污染物共存对人类和其它生物的真实危害，因此要加强多种污染物联合作用的生物监测、物理监测和化学监测，才能有效实现生物修复的综合效益。

参考文献

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[2]陈芳艳，唐玉斌.污染水体的生物修复技术进展[J].环境科学与技术，2004，27（1）：133-135.

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[4]焦燕，金文标，赵庆良，等.异位/原位联合生物修复技术处理受污染河水[J].中国给水排水，2011，27（11）：59-62.

[5]滑丽萍，郝红，李贵宝，等.河湖底泥的生物修复研究进展[J].中国水利 水电科学研究院学报，2005，3（2）：124-129.

[6]陈玉霞，卢晓明，何岩，等.底栖软体动物水环境生态修复研究进展[J].净化技术，2010，29（1）：5-8.

[7]全为民，沈新强，严力蛟.富营养化水体生物净化效应的研究进展[J].应用生态学报，2003，14（11）：57-61.

[8]戴纪翠，倪晋仁.底栖动物在水生生态系统健康评价中的作用分析[J].生态环境，2008，17（6）：2107-2111.

水体生态修复技术范文第3篇

关键词:河道治理;生态环境;南康区;修复技术

引言

河道为构成水环境系统和城乡河湖水系的重要载体，在促进人类社会进步和促进农业经济发展中占据着重要地位［1］。经济的不断发展使得各行业用水量急剧增大，各类污染物不断被排入河流而引起一系列的问题，如水体中有机物、悬浮物、氮磷含量过高造成的水体黑臭、浑浊和发绿等问题;河流含氧量的降低和各类污染物的排放，严重威胁的河流水体安全。所以，河流水系统属于污染治理和生态失衡的综合性复杂体系［2］。不同区域的河流受污染特征、类型不同，相应的污染源也存在一定差异，由此导致仅仅依赖于生物、化学或物理修复措施往往不能达到彻底修复水环境的目标［6］。鉴于此，结合工程实践经验和河流生态修复技术，提出了某两种或多种技术集合的多方位生态修复体系，然后将其应用于赣州市南康区城市水环境治理工程，大大提升了河流生态服务功能和河道的水环境恢复能力。

1多方位生态修复技术体系

多方位生态修复技术体系是一种以技术集成、统筹管理、综合治理、长效运行为基本原则，通过内源控制、人工净化、外源截留以及自净强化等一系列治理措施实现水生态系统的自然修复，见表1。

1.1外源污染控制

实践表明，初期雨水对河流水体的污染程度更大，为改善水质状况无法仅仅依靠点源污染控制。因此，多方位生态修复采取了一种工程化雨水处理技术，即雨水原位自动膜滤设备，通过采取具有膜过滤和前处理一体化的超低压膜过滤工艺，对雨水径流污染物进行高标准的去除。选择折叠式滤膜作为滤芯，在保障过水能力的同时实现截污的目的。通过设置水体贮存池，由此可大大降低人工维护的成本和截留污染物的累计，从而延长滤芯的工作年限。该设备能够有效降低雨水污染含量，因此通常安装在雨水管网的入河末端，经系统过滤可防止直排河道产生的二次污染［7］。自然河岸的“可渗透性”利用驳岸生态滞留系统恢复，由此减少未排入管网系统的雨水流入受纳河道的污染负荷和径流量［8］。水系的水运、防洪等功能为传统驳岸的最根本的目标，由此对河流生物多样性、生态环境等产生一定的破坏。基于自然材料的生态驳岸可为植被的生长提供了环境条件，具有增强水岸自然景观、涵养水源和保护水土等功能。另外，将栖息地和生物走廊等修建于生态驳岸，可形成具有良好渗透性的水陆交界面，从而提高生态服务功能和水体自净能力。根据滞留系统能够将驳岸、水陆面构成一个整体，而能量和物质的交换途径有各种植物间隙、孔洞、空隙等，同时空气中的氧气在不同水流速度下被携带至水体，有利于水体的净化。因此，大幅度降低水污染物排放量、恢复河流湿地及河道的生态系统、严禁新占河道与湿地等为解决河道面临的生态问题的主要措施。

1.2内源污染控制

城市河流水质在很大程度上受外源入河沉淀的影响，即底泥对水体环境可产生二次污染。氮磷、重金属等在外源污染有效控制的条件下也会在特定的条件下进入水体，并在河道底部逐渐积累，对河流上部分水体产生影响。对此，可采取机械清淤和生物酶底泥修复相结合的内源污染控制的有效措施，具有可持续性好、去除污染率高及减少快等优点［9］。机械清淤可在一定程度上改善底泥和河流水体的理化性质，但该项措施的投资成本较高，一般适用于污染负荷高的小面积水域修复。在受污染程度较低、涉及范围较小的区域比较适用生物酶底泥修复技术，从而显著提升微生物在自然条件下降解有害有度污染物的能力。另外，底泥理化性质的可持续性在提高微生物活性后得到重要保障［10］。

1.3人工净化体系

河道水环境系统在外界污染物迅速进入河道时产生失衡或不稳定，通过采用应急措施确保河流水系统的完整性。因此，河道抵抗外界干扰的能力可通过人工净化干预体系提升［11］。当前应用较为广泛的技术措施为超微净化水工艺，见图1。该技术是采用超高压气水混合法形成大量的微小气泡，由此实现增大水体氧容量和氧化有机物、去除各类污染物的目标，从而大大提升水体能见度，在河流水体净化方面具有较强有效性。超微净化水处理技术可逐个消除河流重金属污染、含氧量低、水体黑臭、浑浊、发绿等常见的水质问题，具体的净化过程为:微米级气泡可迅速去除发绿水体中的黏附藻类;携带正电荷的超微气泡能够直接分离、吸附水体中的泥沙和胶体，从而净化浑浊的水体;水体中的有机物在超微气泡破裂和沉降过程中产生的自由基、氢氧基作用下发生分解、氧化，由此可实现治理黑臭水体的目标。

1.4水体自净化

应根据河道不同的受损和受污染程度，采取相应的管理、修复和治理策略，从而提高工程资金的使用效率和各项治理措施的成效。当前，水生态系统在河道整治中的应用越来越广泛，对于强化水体的自身功能发挥着重要作用，水体自净过程见图2。对生态系统受损不严重、受污染胁迫时间不长且水质超标不严重的那些河道，采取以减量为主的措施，通过采取有效的治理措施改善水体质量，减少入河污染量，发挥河流生态系统的自净化、自组织功能自然修复。挺水、沉水、浮叶植物为构建水生植物群落的主要内容，其中挺水及浮叶植物群落发挥着维持水体环境和增强景观效果的作用。在维持生态多样性和系统稳定的条件下对水陆系统之间的能量、物质交流发挥着重要作用。通常将水下草皮布置在岸边较浅水域，如四季常绿矮型枯草等。为提高深水区景观度将四季常绿、体形较高的水下森林一般布置在中部较深区域。群落的构建主要考虑如下原则:氮磷等富营养物质主要由沉水植物的吸附作用消除;通过有效控制悬浮物，显著减少氮磷的释放;通过光合放氧促进铁、铝与泥质中磷的有效结合，降低磷含量;充分发挥沉水植物的功能抑制藻类的繁殖与生长。针对生态功能结构完全受损退化、水质严重恶化和长期污染物超负荷输入的河道，采取养护、修复、减量相结合的综合整治措施加快污染物减量化步伐，如通过实施补水换水、布放人工水草、投加微生物、修建曝气及清淤池等措施，在条件允许的情况下也可引入旁侧湿地进行强化治污，尽快为河流生物群落营造良好的生存环境。另外，枝角类浮游动物在实现动物蛋白与有机物、蓝绿藻转化的同时，又可作为天然饵料被鱼类摄食，从而形成良好的生态循环系统。此阶段的工作重点为如何提高重建生物群落的增殖率、成活率以及确保建成的治污设施持续高效的发挥作用，这也是中小河道生态整治和环境修复易被忽视的环节。

2实例应用

以赣州市南康区城市水环境治理工程为例，治理项目位于南康区龙岭镇内，堤线从丫叉村到大树下，河流全长13.33km，本次治理8.58km。河流中TP、NH3－N、COD浓度分别为1.6mg/L、12.5mg/L、290.2mg/L，属于劣Ⅴ类水质，现状河流透明度极低、水体发黑发臭等问题突出。由于上游河道没有设置相应的截污措施，使得各种污水和部分降水直接进入河道，考虑选用隔膜导流处理受污染水体，隔膜的外、内层分别为聚酯纤维膜和土工膜，布置于南康区河道南岸2km处。通过导流作用，将部分污水流至下游可降低进入南康城区段的污水量，由此实现部分非溶解性污染物的有效拦截。针对直接排入河道的雨污水，为提高底泥和水体微生物的新陈代谢能力与呼吸强度，氧化和消减底泥内源污染，采取将生物酶投入至河道激活其活性的措施，由此实现底泥的原位治理和河道黑臭底泥现状的改善［12］。根据水质相关要求利用河流生态技术，进一步美化环境维持水生态系统循环。在河道综合整治项目中引入超微净化设备技术，这是受污染河道尤其是城市河流治理的有效方法，水质净化指标见表2。根据表1可知，南康区河段水环境质量得到明显改善，为河道水生态环境创造了良好的条件。康区城市水环境治理项目，通过抛洒、投放的方式构建浮游和底栖动物群落，以鲫鱼、鲢鱼为主的鱼类群落以及以伊乐藻、矮型苦草为主的沉水植物群落，形成了自然良性循环的水生态系统。项目实施2个月后，河流水体由之前的淡绿色逐渐转变为清澈见底、无色透明的水体，河流水环境得到明显改善，TP、NH3－N、COD等污染指标降低至0.4mg/L、8.1mg/L、23.5mg/L，显著提升了水体自净能力和地表水环境状况。

水体生态修复技术范文第4篇

关键词：污染物 生物修复 生态塘 人工湿地

1．概述

对受污染的江河湖库水体进行修复，已是社会经济发展及生态环境建设的迫切需要，特别是南水北调东线沿线的治污工程，量大面广，寻找先进实用、造价低廉的技术迫在眉睫。我国的江河湖库水体污染主要包括氮磷等营养物和有机物污染两方面。另外，湖泊水库蓝藻及赤潮给水域生态、人体健康也造成了严重的危害。对于富营养化的控制，发达国家以控制营养盐为主，大多采取“高强度治污，自然生态恢复”的技术路线，即控制外源磷污染负荷并配合生态恢复措施。

去除藻类与控制其生长是湖泊水库水体恢复与保护的难题。目前国际上采用的技术主要有三类：（1）化学方法，如加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等，但是易造成二次污染；（2）物理方法，疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤等，但往往治标不治本；（3）生物方法，如放养控藻型生物、构建人工湿地和水生植被，开发水体生物修复技术，是当前水环境技术的研究开发热点。

生物修复，可以解释为：生物特别是微生物催化降解有机污染物，从而去处或消除环境污染的一个受控的过程，即利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动，对水中污染物进行转移、转化及降解，从而使水体得到净化的技术。

与传统的化学、物理处理方法相比，生物修复技术有以下优点：①污染物在原地被降解；②修复时间较短；③就地处理操作简便，对周围环境干扰少；④较少的修复金费，仅为传统化学、物理修复金费的30%—50%；⑤人类直接暴露在这些污染物下的机会减少；⑥不产生二次污染，遗留问题少。

2．生物修复的原理

2．1 生物修复的分类

目前，生物修复技术被划分原位微生物修复和异位生物修复两种。所谓元微生物修复是指对受污染的介质（土壤、水体）不作搬运或输送而在原位污染地进行的生物修复处理，其修复过程主要依赖于被污染地自身微生物的自然降解能力和人为创造的合适降解条件。异位生物修复是植被污染介质（土壤、水体）搬动或输送到它处进行测生物修复处理。但这里的搬动和输送是低限底的，而且更强调人为控制和创造更加优化的降解环境。在处理位置上，前者强调污染物存在的初始空间分布，后者则稍作迁移；处理过程中，后者有更多的人为调控和优化处理。现在所说的生物修复主要是原位修复。

2．2 水体生物修复过程中生物的作用

挺水植物通过对水流的阻尼和减小风浪扰动使悬移质沉降，并通过与其共生的生物群落有净化水质的作用。但它主要吸取深部底泥中的营养盐，通常不或很少直接吸收水中的营养盐，而其部分残体又往往滞留湖底，矿化分解后又会污染水体。所以挺水植物的功能中，有把下层底泥中的营养转移到表层的一面，不利于直接净化水质。加上收割、水位变化对其生长的影响等问题，限制了它们在净化水质中的作用。必须注意管理、收割利用和防止种群退化。

浮叶植物在一般浅水湖泊中有良好的净化水质效果，种植和收获较容易，有经济效益，和观赏效益，在一定季节可以作为重要的支撑系统。需要及时收获。

大型飘浮植物在光照和营养盐竞争上比浮游植物有优势，有些种群的耐污性很强（如凤眼莲，喜旱莲子草等），已经发展了在大水面大风浪条件下种植的技术，是良好的净化水质选择。浮萍生长快，许多种群能在空气中固氮，覆盖水面后与沉水植物在光照等方面有竞争，一般不宜采用。有些飘浮植物和浮体陆生植物（加上浮力支撑后可水培的植物）是很好的观赏和食用植物，可在一定条件下组合应用，既有净化水质作用，又有经济效益、环境效益和观赏效益。

着生藻类和浮游藻类生长过程中都有净化水质作用。着生藻类的收集也不难，浮游藻类的收集也已发展了捕获技术，在一定条件下也可因势利导予以利用，一方面净化水质，另一方面作为资源取出。

各种沉水植物是健康水生态系统的重要组成，其耐污程度和对水温、水位、水流、水质、底质等条件各有差异，要根据当地具体自然条件因地制宜、因时制宜在时间空间上予以镶嵌优化组合，使各种种群在整体上互补共生适应季节变化和环境灾变。沉水植物和湖底水生植被的存在可吸附储存生物碎屑于植物根部，增加底泥表层溶氧，遏制磷的释放，阻止上层水体动力扰动向湖底的传输，减少湖底水动力交换系数，从而有效地遏制底泥营养盐向水体的释放。

螺、蚌等底栖动物可过滤悬移质，摄食生物碎屑，其分泌物有絮凝作用，螺有刮食着生藻类功能，虾和若干种类鱼类可摄食藻类、碎屑、浮游动物等。这些动物，作为健康水生态系统的补充组成，也有重要作用。

微生物，特别是氮循环细菌在水体自净能力中具有不可忽视的作用。有机物的矿化分解，氮素的气化，磷盐的沉降和固定在湖底等都与细菌的作用分不开。自然界的水生植物附近共生有多种远比自由水体中丰富的细菌群落。飘浮植物容易种植，采用耐污性强，生长快的飘浮植物作为先锋植物，不仅有植物直接吸收营养盐的作用，而且更重要的是有与其共生的细菌的作用。可以很快增加水的透明度，改善水质。飘浮植物作为细菌的载体极为重要。但飘浮植物受气候条件影响，在有些季节难以发挥作用。因此研制人工载体和优选高效细菌种群极为重要。利用优化的人工载体培养优化的氮循环细菌，释放到自然水体，以自然生物载体、其它人工载体和底泥为二级载体，水中悬浮物为三级载体，将原来荒漠化水域中以水土界面为主的好氧-厌氧，硝化-反硝化条件扩大到水面和水体并加强细菌浓度，从而增加系统净化能力。 　3．水体修复的主要处理方法

水体修复技术包括以微生物为处理功能核心的生物处理技术、具有复合生态系统的生态塘处理技术、以植物和微生物为主要处理功能体的湿地处理技术、土壤处理技术和河湖等自然净化能力的处理等。

3．1生物处理技术

生物处理技术包括好氧处理、厌氧处理、厌氧—好氧组合处理。其主要原理是人工驯化、培养适合于降解某种污染物的微生物，通过控制室和微生物生长的环境以稳定和加速污染物的降解。

由于生物处理技术起步较早，现在已有很多成熟的工艺，比如SBR、UASB、氧化沟等。这些工艺一般要辅助结合其他一些处理方法，例如物理处理法（如吸附法、重力法、离心法和引力法等）、化学处理法（如凝絮法、提取法、氧化法、离子交换法和沉淀法等）。

3．2 生态塘处理法

生态塘是以太阳能为初始能源，通过在塘中种植水生作物，进行水产和水禽养殖，形成人工生态系统。在太阳能（日光辐射提供能量）的推动下，通过生态塘中多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化，将进入塘中污水中的有机污染物进行降解和转化，最后不仅去除了污染物，而且以水生作物、水产的形式作为资源回收，净化的污水也作为再生水资源予以回收再用，使污水处理与利用结合起来，实现了污水处理资源化。

人工生态系统利用种植水生植物、养鱼、养鸭、养鹅等形成多条食物链。其中不仅有分解者生物、生产者生物，还有消费者生物，三者分工协作，对污水中的污染物进行更有效的处理与利用，并由此可形成许多条食物链，构成纵横交错的食物网生态系统。如果在各营养级之间保持适宜的数量比和能量比，就可建立良好的生态平衡系统。污水进入这种生态塘中，其中的有机污染物不仅被细菌和真菌降解净化，而其降解的最终产物，一些无机化合物作为碳源、氮源和磷源，以太阳能为初始能源，参与食物网中的新陈代谢过程，并从低营养级到高营养级逐级迁移转化，最后转变成水生作物、鱼、虾、蚌、鹅、鸭等产物，从而获得可观的经济效益。

3．3 人工湿地处理技术

人工湿地是近年来迅速发展的水体生物—生态修复技术，可处理多种工业废水，包括化工、石油化工、纸浆、纺织印染、重金属冶炼等各类废水，后又推广应用为雨水处理。这种技术已经成为提高大型水体水质的有效方法。人工湿地的原理是利用自然生态系统中物理、化学和生物的三重共同作用来实现对污水的净化。这种湿地系统是在一定长宽比及底面有坡度的洼地中，由土壤和填料（如卵石等）混合组成填料床，污染水可以在床体的填料缝隙中曲折地流动，或在床体表面流动。在床体的表面种植具有处理性能好、成活率高的水生植物（如芦苇等），形成一个独特的动植物生态环境，对污染水进行处理!

人工湿地的显著特点之一是其对有机污染物有较强的降解能力。废水中的不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以很快地被截留进而被微生物利用；废水中可溶性有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程而被分解去除。随着处理过程的不断进行，湿地床中的微生物也繁殖生长，通过对湿地床填料的定期更换及对湿地植物的收割而将新生的有机体从系统中去除。湿地对氮、磷的去除是将废水中的无机氮和磷作为植物生长过程中不可缺少的营养元素，可以直接被湿地中的植物吸收，用于植物蛋白质等有机体的合成，同样通过对植物的收割而将它们从废水和湿地中去除。

由于这种处理系统的出水质量好，适合于处理饮用水源，或结合景观设计，种植观赏植物改善风景区的水质状况。其造价及运行费远低于常规处理技术。英、美、日、韩等国都已建成一批规模不等的人工湿地。

3．4 土地处理技术

土地处理技术是一种古老、但行之有效的水处理技术。它是以土地为处理设施，利用土壤—植物系统的吸附、过滤及净化作用和自我调控功能，达到某种程度对水的净化的目的。土地处理系统可分为快速渗滤、慢速渗滤、地表漫流、湿地处理和地下渗滤生态处理等几种形式。国外的实践经验表明，土地处理系统对于有机化合物尤其是有机氯和氨氮等有较好的去除效果。德、法、荷等国均有成功的经验。

4．具体工艺的应用

在具体运用这些工艺是通常要做一些组合。例如采用：污水沉淀人工湿低生态塘。

目前国内外有很多水体修复的成功工程。例如日本渡良濑蓄水池的人工湿地，这是一座设有人工设施的芦苇荡，将蓄水池的水引到芦苇荡，通过吸附、沉淀及吸收作用，去除水中的氮、磷及浮游植物，达到对水体进行自然净化的目的。这种净化过程循环进行，确保蓄水池水质洁净。渡良濑人工湿地的人工植被从陆地到水面依次为：杞柳（水边林）—芦苇、荻、蓑衣草（湿地植物）—茭白、宽叶香蒲（吸水植物）—荇菜、菱（浮叶植物），形成了一体的生态空间。渡良濑人工湿地已经成为日本最大的芦苇荡，也成为对居民、儿童进行环保及爱水教育的场所，组织学生进行自然观察。

在我国也有很多水体生态修复的研究和工程实例。例如李正魁研究了固定化氮循环细菌技术（INCB）在贵阳红枫湖物理生态工程（PEEN）实验区的除氮、抑菌效果，结果表明，应用PEEN—INCB技术使红枫湖试验区总氮、非离子氨和亚硝酸盐氮分别平均降低0.568mg/L，0.015mg/L和0.019mg/L。工程后排入红枫湖的非离子氨均

5．总结

传统的生物处理工艺控制相对复杂，而且投资较大。而生态修复技术投资少，运行方便，能耗低。因此，生态处理技术在以后会得到更大的应用。

此外，生态修复工程可以结合其他技术，使其处理效果更加好。例如：利用基因工程和生物技术筛选超积累、高耐性修复植物和具有特异降解功能的微生物进入处理系统，能更有效的达到处理效果。

参考文献

[1] 张甲耀等. 生物修复技术研究进展. 应用与环境生物学报. 1996，2（2）：193—196.

[2] 濮培民. 健康水生态系统的退化及其修复——理论、技术及应用. 湖泊科学. 2001年9月

[3] 王宝贞. 生态塘——简易高效的污水处理技术设计应用. 城市环境与城市生态. 1998年6月

水体生态修复技术范文第5篇

1.1浮游动物种类的变化从2013年9月到2014年2月，在整个试验期间共观测到浮游动物42种，其中轮虫19种（属），枝角类8种（属），桡足类4种（属）（见表1）。根据表1，可以看出试验实施前（2013年9月）：原生动物有6种，占30%；轮虫有10种，占50%；枝角类1种，占5%；桡足类3种，占15%。试验后期（2014年2月）：原生动物有3种，占18.7%；轮虫7种，占43.7%；枝角类有5种，占31.3%；桡足类1种，占6.3%。原生动物、轮虫、桡足类种类下降，枝角类种类上升。

1.2浮游动物数量的变化试验实施后，浮游动物不但在种类上发生了变化，而且在密度和生物量上同时也发生了变化，表2是浮游动物密度及生物量的统计情况。浮游动物的密度从试验开始时的1736个/L，逐步下降到试验后期的100个/L，下降了94.2%。浮游动物的生物总量由1.75㎎/L，下降至试验后的0.418㎎/L，下降了76.1%。

1.3浮游动物各种类的生物量变化试验区内总生物量发生由大向小变化，但是浮游动物内原生动物、轮虫、枝角类、桡足类的生物量变化各有不同，图1是各种浮游动物的生物量变化曲线图。根据图1，可以看出原生动物、轮虫、桡足类的生物量在试验期间呈现下降趋势，但是变化幅度不大，但是枝角类的变化比较大，出现跳跃式波动，低时0.1mg/L，最高时达到17.2mg/L，最高时生物量占了浮游动物总量的97.3%。

2结论

通过对生态修复技术实施过程浮游动物的监测数据分析表明，生态修复技术的实施直接影响浮游动物的组成，并影响水体的水质状况。

2.1生态修复技术是水体富营养化防治的有效方法，对水质具有很好的改善作用。根据李明德提出的判断标准：生物量＞1mg/L属于中营养型水体，＜1mg/L属于贫营养型水体。生态修复前浮游动物生物量为1.75mg/L，大于1mg/L，属于中营养型水体；生态修复实施后水体浮游动物生物量0.418mg/L，属于貧营养型水体。也就是说，实施生态修复技术可以将水体从中营养型的水体提升至贫营养型水体。

2.2在水体修复的过程中浮游动物的优势种由轮虫类变为枝角类。在水体处在中富营养状态时由以轮虫为主，优势种为裂足轮虫；水质改善成为貧营养状态后，优势种为枝角类的象鼻溞。